摘要：依据某起动直流电动机在外场实践作业过程中，因为电动机起动完成后，仍由发动机拖动空转，其电刷仍正常磨损，影响了电刷正常运用寿命，使得电动机在作业300小时后电刷高度不能满意正常作业的需求。因而，本文提出改动起动直流电动机的电刷高度来满意500小时替换一次电刷的要求。依据核算和剖析，验证该调整办法的可行性。
1 前语
直流电动机是将直流电能转换成机械能的旋转电动机。作为电力拖动运用的直流电动机，因为它具有杰出的发动与调速功能，在某些要求发动转矩大，或对调速功能要求较高的设备中都选用直流电动机。直流电动机是由定子和转子两部分组成。定子主要由主磁极、换向极、机座和电刷设备等组成。转子主要由电枢铁芯、电枢绕组、换向器、转轴等组成。电刷靠绷簧压力压紧在换向器外表，将电枢绕组和外电路连接起来。换向器由许多互相绝缘的换向片构成，片与片之间互相绝缘。
某起动直流电动机的电刷选用各项目标与原型机电刷类似的常用航空航天电机用金属石墨电刷(TJ5A)，长试中发现原电刷的高度，关于500(原300小时)小时修理一次的要求有些短缺。因而，提出了对原电刷进行改善的剖析，剖析发现，有两种办法能够到达要求。首要，添加电刷高度，依据磨损、绷簧压力核算等公式核算出添加的电刷高度，此办法可进步起动直流电动机的运用寿命，不会影响起动直流电动机的功能。其次，在电刷的制作资料中参加某种硬度恰当的资料，以减慢电刷的磨损速度，然后进步起动直流电动机的运用寿命，可是，该办法对转子、换向器磨损较大，有必定的影响。依据具体状况，本文从添加电刷高度动身，核算剖析该办法的可行性。
2 某起动直流电动机原电刷的作业状况
某起动直流电动机所用的电刷为TJ5A，原电刷的初始高度为
、长30mm、宽12.5mm。经研磨后实践作业高度尺度约为2 1 mm(电刷实践作业高度尺度为电刷与换向器贴合面圆弧中心到端面的高度)。电刷答应最小运用作业高度为15.5mm，装置实践作业约3 00h就到达最小运用作业高度为1 5.5mm，电刷实践磨损高度为5.5mm即均匀每1 00h电刷磨损高度约为1.833mm。
3 电刷高度调整的可行性证明
原电刷在要求电机每运转1000小时进行1次保护中共需运用3付电刷来满意电机的要求即350小时就要替换一次电刷，因为技能要求调整要求电刷每500小时替换一次即在1000小时的保护时间内只需备1付电刷即可。因而，在确保电刷与换向器之间的触摸不受太大影响且满意500小时替换电刷的要求下，只需将电刷高度稍做添加。归纳各项考虑，现拟将电刷高度由本来的
mm调整为
mm，长度和宽度尺度不变，经研磨后实践作业高度尺度为24.5mm，电刷实践答应运用的最小作业高度改为14.5mm，这样电刷答应磨损高度为10mm，仍运用原绷簧，并确保装置初始对电刷的压力不变，电刷答应作业时间约为545h，应能满意500h替换电刷的要求。
3.1 电刷作业时的压力要求
TJ5A电刷作业时压力要求依据资料为19.6kPa～58.8kPa之间。
3.2 电刷压力的核算
某电动机所用绷簧及电刷的装置结构绷簧为一非触摸型平面涡卷绷簧，内部固定(初始阶段可调绷簧旋转角，调整好绷簧所需的压力后固定)，外端铰链于绷簧架，绷簧架作用于电刷，电刷作用于换向器上。
3.2.2 绷簧参数
类型：非触摸型平面蜗卷
绷簧资料：碳素绷簧钢T9A(矩形截面)
资料弹性模量：E=2000kgf/mm2=196000N/mm2
装置结构：外端铰链k=1.25
尺度：截面宽度b=10mm
截面厚度h=0.6mm
打开长度l=325mm
绷簧组件、电刷、换向器装置结构如图2所示：
3.2.3 电刷高度改变引起的绷簧转角改变
如图2所示，电刷高度由24.5mm改变到14.5mm的过程中，绷簧组件有用中心距L递加，绷簧转角φ递减。
L1=20.25mm，L2=23.96mm,转角改变量△φ=φ1-φ2=0.45r。
3.2.4 电刷压力核算
绷簧压力核算根本公式：
其间：
l-绷簧的打开长度
E-资料的弹性模量
b、h-分别为截面的宽度和厚度
k-外端铰链
L-有用中心距
若确保装置初始要求绷簧对电刷的压力仍为16.2N～19.1N，且电刷与换向器的触摸面积为S=377.4mm2;则
a.初始状况，电刷高度为H11=24.5mm，给定绷簧对电刷压力即绷簧压力F11=16.2N，则电刷单位面积的压力P11=42.93kPa。可得，此刻绷簧转角φ11=3.775r。电刷终究作业高度为H12=14.5mm，此刻绷簧转角为φ12=φ11-△φ可得，绷簧压力为 F12=12.059N’电刷单位面积压力P12=3 1.95kPa，均满意电刷压力不小于19.6kPa的要求。
b.同理，电刷高度仍为H11=24.5mm ，当F21=19.1N时，电刷单位面积压力P21=50.6kPa，当电刷终究作业高度为H22=14.5mm时，F22=14.5 1N，P22=38.45kPa均满意电刷压力不大于58.8kPa的要求。
下表为某电动机电刷TJ-5A在不同作业高度随绷簧压力改变时电刷单位面积所受压力改变状况。
4 定论
经剖析核算，在某电动机绷簧、换向器等均不变的状况下，仍选用TJ-5A电刷，绷簧压力不变，调整电刷的尺度，使电刷的高度由本来的mm调整为mm，仍能确保某电动机的各项目标符合要求正常作业，且满意500h替换一次电刷的要求。
